Email this article 
Evolution of micro-symbionts of cultured plants: experimental and mathematical models
- Authors: Provorov N.A1, Vorobyov N.I1
-
Affiliations:
- All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF
- Issue: Vol 9, No 3 (2011)
- Pages: 20-22
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/article/view/5772
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen9320-22
- ID: 5772
Cite item
Full Text
Abstract
Formation of the cultured flora resulted in a decrease of plant symbiotic potential based on interactions with beneficial microorganisms. This decrease leads to transformation of plant micro-symbionts into the non-adaptive forms caused by: а) blocking the selection in favor of mutualistic strains; б) horizontal gene transfer in the microbial communities resulted in formation of virulent “symbiotic cheaters”. Mathematical simulation suggests that these tendencies may be overcome by formation of the optimal population structures in symbiotic system which should possess a high integrity and specificity of partners’ interactions as well as by a tolerance to the invasions of non-active aboriginal strains from the local soil populations.
About the authors
Nikolay A Provorov
All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF
Email: provorov@newmail.ru
Nikolay I Vorobyov
All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF
Email: nik4@newmail.ru
References
- Воробьев Н. И., Проворов Н. А., 2010. Моделирование эволюции бобово-ризобиального симбиоза на повышение функциональной интегрированности партнеров и экологической эффективности их взаимодействия//Экологическая генетика. Т. 8. № 4. С. 16-26.
- Проворов Н. А., 1996. Соотношение симбиотрофного и автотрофного питания азотом у бобовых растений: генетико-селекционные аспекты//Физиология растений. Т. 43. № 1. С. 127-135.
- Проворов Н. А., Воробьев Н. И., 1998. Роль межштаммовой конкуренции в эволюции генетически полиморфных популяций клубеньковых бактерий//Генетика. Т. 34. № 12. С. 1712-1719.
- Проворов Н. А., Тихонович И. А., 2003. Эколого-генетические принципы селекции растений на повышение эффективности взаимодействия с микроорганизмами//С.-х. биология. № 3. С. 11-25.
- Тихонович И. А., Проворов Н. А., 2009. Симбиозы растений и микроорганизмов: молекулярная генетика агро-систем будущего. Изд-во СПбГУ, С.-Петербург, 210 с.
- Яковлева З. М., 1975. Бактероиды клубеньковых бактерий. Новосибирск, Наука. 172 с.
- Brewin N. J., 2004. Plant cell wall remodeling in the Rhizobium-legume symbiosis//Crit. Rev. Plant. Sci. Vol. 23. P. 1-24.
- Denison R. F., 2000. Legume sanctions and the evolution of symbiotic cooperation by rhizobia//The Amer. Naturalist. Vol. 156. P. 567-576.
- Finan T., 2002. Evolving insights: symbiotic islands and horizontal gene transfer//J. Bacteriol. Vol. 184. P. 2855-2856.
- Maynard Smith J., Smith N. H., O'Rourke M.,Spratt B. G., 1993. How clonal are bacteria?//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 90. P. 4384-4388.
- Nei M., 1978. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals//Genetics. Vol. 89. P. 583-590.
- Provorov N. A., Vorobyov N. I., 2008. Evolution of symbiotic bacteria in "plant-soil" systems: interplay of molecular and population mechanisms//In: Progress in Environmental Microbiology. Ed. Kim M.-B. Nova Science Publishers, Inc., New York. Р. 11-67.
- Provorov N. A., Vorobyov N. I., 2009. Host plant as on organizer of microbial evolution in the beneficial symbioses//Phytochemical Reviews. Vol. 8. P. 519-534.
- Richardson D. M., Allsopp N., d'Antonio C. M., Milton S. J., Rejmanek M., 2000. Plant invasions -the role of mutualisms//Biol. Reviews. Vol. 75. P. 65-93.
- Wernegreen J. J., Harding E. E., Riley M. A., 1997. Rhizobium gone native: unexpected plasmid stability of indigenous Rhizobium leguminosarum//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 94. P. 5483-5488.
Supplementary files
